濃縮汚水処理技術の要点Q&A（1）

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1. 質問：CASTプロセスにおいて、汚泥を脱水した後の混合液がそのまま取水ポンプ室に排出されるため、取水水のCODやSSが高くなり、選択池における反硝化反応に悪影響を与えます（というのも、前段の曝気沈殿池で既に一部の炭素源が分解されているからです）。これをどのように解決すればよいでしょうか？
回答：これは、現在の下水処理場で一般的に見過ごされがちな問題であり、つまり汚泥を脱水した後のろ液が生物処理槽に戻ることが生物処理に与える影響の問題です。汚泥の脱水前にはPACやPAMなどの調質剤を添加する必要があり、これらの剤の中にはある程度の毒性を持つものもあるため、脱水時にろ液と共に生物化学反応槽に戻ってしまうことがある。これらの濾液を処理すること自体に技術的な問題はなく、コストの問題に過ぎない。適切な汚泥調質剤を選び、薬剤の添加量や脱水機への投入量を適切に管理すれば、前段の生物化学処理に大きな影響は及ばない。繰り返しになりますが、汚泥の脱水効果は、汚泥濃縮槽の管理を含む汚泥処理工程全体の管理に依存します。2.質問：「スラッジの滞留時間」はどのように決定されるのか？どのように制御するのか？スラッジ排出量で決定するのか、それとも他の要素でスラッジ排出量を決定するのか？回答：滞留時間やF/Mなどは、運転制御のパラメータというよりは設計上のパラメータであり、プロセス制御においては参考値に過ぎない。実際の運転において、排泥量は通常、MLSS値と経験則に基づいて制御されるが、SVIが比較的安定している場合はSV30を参考にすることもできる。3.質問：当工場ではカロセル酸化溝プロセスを使用しています。時には装置の排水中のアンモニア窒素濃度が流入水よりも高くなることがあり、流入水のTPは約2.5mg/Lだが、排水では約0.2しかなく、3台の曝気機をフル負荷で稼働させている。なぜか原因が分からないのですが、どういうことでしょうか？　答え：ご提供いただいた情報に基づいて初歩的に分析するしかありません。汚水に含まれる窒素含有有機物が多すぎる、反応時間が不十分、有機窒素のアンモニア化速度がアンモニア性窒素の硝化速度を上回っている、またはリンが不足していて、同化経路によるアンモニア性窒素の除去効果に影響を与えている可能性があります。4. 質問：運転中に酸化溝の表面に厚いスラッジ層が堆積し、粒径約1mmのスラッジ粒子は黄みを帯びている。これにより二次沈殿槽で大量のスラッジが浮上したり、スラッジが白っぽくなったりし、フロックが処理水とともに流出することがある。その結果、SV30が急速に低下し、処理効果が失われ、堆積したスラッジも薄くなって消失する。繰り返し起こりますが、その原因と対策を教えてください。答：汚泥が活性を失い、ESSが増加したことを示しています。2つの可能性があります。1つは汚泥自体の酸化、もう1つは汚泥の中毒です。あなたが説明された現象からすると、前者の可能性が高いようです。内在的酸素消費速度と基質による酸素消費速度の比率である比酸素消費速度を測定し、それに応じた対策を講じることができます。5. 質問：AB法のA段はどのように制御されますか？一次沈殿池から等しい流量でA段に連続的に返送するのでしょうか？SV30はどの程度に制御すべきでしょうか？5％～10％でしょうか？
回答：A段の返送比率はやや高くすべきですが、一方で汚泥が一次沈殿池内に留まる時間をあまり短くしてはいけません。A段は主に吸着作用が中心ですが、ある程度の生物分解作用もあります。生物分解はほとんどが沈殿池内で行われ、汚泥表面に吸着されている有機物を分解しなければ、吸着能力を回復させることはできません。MLSSを用いて制御すべきであり、汚泥の沈降性能が安定している場合はSV30も使用できる。実際の状況に応じて決定し、沈降比5％～10％は低すぎる。6. 質問：もし汚水処理場が1、2年運転しても処理効果が望ましい状態にならない場合、再び菌を培養する（汚泥を交換する）ことを検討すべきでしょうか？汚泥の交換は、最初に菌を培養する際と何が違うのでしょうか？
回答：交換する必要はありません！運転条件が変わらない限り、交換しても同じ結果になります。優良な菌株を投入しても意味がなく、しばらくしか持続しません。重要なのは運転条件を適切に管理することです。もし設計上の問題であれば、速やかに改善する必要があります。7.質問：私が調整しているのは工業廃水です。工程は加水分解＋嫌気槽＋好気槽1＋好気槽2＋沈殿です。設置上の問題により、曝気槽内での空気の供給が均一ではありません（円形の曝気ヘッドを使用しているため）。各曝気装置の付近では、噴水のように上下に動く現象が見られ、直径は約1mです。このような不均一な曝気が処理効果にどの程度影響を与えるのでしょうか？また、曝気エリア内の充填材には生物膜がほとんど形成されておらず、顕微鏡観察では大型の後生動物が見られましたが、他の生物は見つかりませんでした。充填材の生物膜の表面は淡黄色で、曝気エリア外の生物膜の厚さは3cmにも達しています。これについて説明していただけますか？回答：ご指摘の状況は、曝気が不均一だとは言えず、これは正常な現象です。また、生物膜は多くないとおっしゃいましたが、どの程度でしょうか？生物膜がフィラーをほぼ覆っていれば問題ありませんが、曝気エリア外で生物膜の厚さが3cmにも達している場合は、重度の結球状態であり、大量の空気を使った洗浄や嫌気的な剥離処理などの対策が必要です。8.質問：接触酸化槽に関する以下の質問です。(1) 接触酸化槽を放水する際、充填材上のスラッジはどれくらいの時間生存できるか？
(2) 接触酸化槽の処理能力が低下した場合、栄養剤を添加すべきか？
(3) 泡について、灯油を使った消泡は効果的だと思うか。もし効果的なら、通常どれくらい添加すべきか？

答え：3つの質問に対する回答は以下の通りです。
(1) 接触酸化槽を放水した後は、生物膜スラッジがどれだけ長く生存できるかという問題ではなく、柔軟な充填材が乾燥して固まってしまうのを防ぐことが重要です。固まってしまうと、再び水に浸しても元に戻りにくくなるため、このような状況を防がなければなりません。
(2) 接触酸化槽の処理能力の低下には様々な要因が考えられますが、中でも生物膜の厚さの管理が非常に重要です。膜が厚すぎると処理能力に大きな影響を与えます。また、放水する際にはゆっくりと行う必要があり、そうしないと大量の生物膜が付着した柔軟な充填材が倒れたり変形したりしてしまいます。
(3) 化学的な泡に対しては水を噴霧する方が効果的です（直接水をかけてはいけません）。灯油などを使った消泡法には賛成しません。9.質問：当工場の過去1週間分の流入水、流出水、および生物処理槽の各データの平均値は以下の通りです。流入水：BOD：253、COD：810、pH：7.9、SS：286、色度：32倍、アンモニア態窒素：28、全窒素：64、全リン：6.0。流出水：BOD：4.8、COD：74、pH：8.1、SS：12、色度：8倍、アンモニア態窒素：7.6、全窒素：22.8、全リン：1.02。生物処理槽：MLSS：4200、MLVSS：2340、SV％：47.2、スラッジ指数：118.9。スラッジの滞留日数は35日で、改良型活性汚泥法による処理が行われています。現在の流入水量は1日あたり約2.5万トン（設計値は5万トン）で、その80％以上が工業廃水であり、その他に少量の高濃度なごみ浸出液も含まれています。工程フローは曝気沈砂池－後生化池－後二沈池で、接触池や水解池は設置されていない。生化池は送風機によって空気を供給し、深水回転ディスク式曝気を行う。連続して水を供給している間は溶存酸素が1mg/Lに達しないが、水の供給を止めると溶存酸素はゆっくりと上昇し、約4～5mg/Lになる。流入水の深刻な基準超過と構造物の欠陥により、生物処理槽の負荷が非常に高くなり、かつ汚泥濃縮槽が小さい（180立方メートル）ため、かなりの量の余剰汚泥が再び給水ポンプ室に戻ってしまう。現在直面している問題は以下の通りです。(1)二次沈殿池に流入水が入った後、しばしば活性汚泥の懸濁粒子が見つかりますが、これは沈降時間が不十分なのか、それとも沈降しにくいのでしょうか？(2)3つの二次沈殿池すべてで集まっている紅虫（水蚤）が見つかります。水蚤は水質が良好であることを示すもののようですが、これは汚泥濃度が高いために大量に繁殖したのでしょうか？(3)二次沈殿池には時々薄い層の浮遊汚泥が見られますが、これは汚泥の沈降性が非常に悪いのか、生物処理槽の曝気が不十分なのか、あるいは汚泥のリターンが適時行われていないのでしょうか？(4)二次沈殿池の三角形の堰板には苔や藻類が生えやすいですが、これを防ぐ方法はありますか？(5)私は汚泥がかなり老化していると考えており、MLSSを3000～3500程度、あるいはそれ以下に抑え、余剰汚泥の排出量を増やして汚泥滞留時間を短縮する必要があると思います。そうすると生物処理槽の耐衝撃性は低下するのでしょうか？また、処理水の水質は向上するのでしょうか？回答：汚泥は確かにある程度老化していますが、それほど深刻ではありません。汚泥滞留時間は既に35日に達しており、これに基づけば汚泥負荷は0.03未満です。現在の汚泥濃度の2/3をコントロールしていれば十分であり、徐々に汚泥濃度を下げていくべきです。水蚤は処理水に影響を与えませんので、分析用のサンプリング時には水蚤が混入しないように注意してください。沈殿池の汚泥層の管理にも注意が必要で、二次沈殿池の三角形堰板に付着した苔や藻類は手作業で除去するしかない。10.質問：当社では石油化学工場の廃水を二段階の生物処理で処理しています。第一段階は円形の完全混合式曝気槽で、第二段階は推進流曝気槽です。第一段階のDO値は0.2mg/L、第二段階は5.0mg/Lです。この期間、一次生物化学処理の流入水のpHは8.0、流出水は6.5で、二次生物化学処理後のpHは5.78となり、6～9の基準範囲を超えていますが、これはどういうわけでしょうか？
答え：一次処理でのDOが低いのはごく普通のことで、スラッジ負荷が高いためです。一次処理でpHが低下する原因は、負荷が過大になって酸化が起きたためかもしれません。二次処理の流出水でpHが低下するのは、硝化反応によってアルカリ度が消費されたためと考えられます。あなたの説明があまりにも簡単だったので、私も簡単に分析し、推測するしかありません！未完待続